— Все документы — Нормативные документы по надзору в области строительства — Нормативные документы по техническому регулированию и метрологии — МИ 2440-97 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

МИ 2440-97 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

МИ 2440-97 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Всероссийский научно-исследовательский институт
метрологической службы (ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

МИ 2440-97

(с Изменением №1)

Москва, 1999

 

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2 ВЫБОР МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЛИ КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ

3 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ

3.1 Метод контроля погрешности аналоговых и цифро-аналоговых ИК для случая пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности

3.2 Метод контроля характеристик погрешности аналоговых и цифро-аналоговых ИК для случая существенной случайной составляющей погрешности

3.3 Метод контроля погрешности аналого-цифровых ИК для случая пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности

4 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ

4.1 Метод определения погрешности аналоговых и цифро - аналоговых ИК для случая пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности

4.2 Метод определения характеристик погрешности аналоговых и цифро-аналоговых ИК для случая существенной случайной составляющей погрешности

4.3 Метод определения погрешности аналого-цифровых ИК для случая пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности

4.4 Метод определения характеристик погрешности аналого-цифровых ИК для случая существенной случайной составляющей погрешности

5. МЕТОД РАСЧЁТА ТОЛЕРАНТНЫХ ПРЕДЕЛОВ ПОГРЕШНОСТИ И ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ ХАРАКТЕРИСТИК СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОГРЕШНОСТИ, НЕЗАВИСЯЩИЙ ОТ ВИДА ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Приложение 1 ПОЯСНЕНИЯ К СПЕЦИФИЧЕСКИМ ТЕРМИНАМ

Приложение 2 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ЧИСЛА ПРОВЕРЯЕМЫХ  ТОЧЕК В ДИАПАЗОНЕ ИЗМЕРЕНИЯ ИК

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений. Методы экспериментального определения и контроля характеристик погрешности измерительных каналов измерительных систем и измерительных комплексов

МИ 2440-97

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные системы (ИС) и измерительные комплексы, виды которых перечислены в МИ 2438, а метрологические характеристики регламентированы в соответствии с МИ 2439.

Рекомендация устанавливает методы экспериментального определения и контроля характеристик погрешности измерительных каналов (ИК) ИС и последовательность выбора этих методов в зависимости от факторов, определяющих постановку и проведение эксперимента.

Устанавливаемые рекомендацией методы определения и контроля предназначены для использования при проведении метрологических работ: исследований состава и свойств погрешности ИК ИС на стадии их разработки (проектирования), испытаний ИС с целью утверждения их типа или проверки соответствия утверждённому типу в соответствии с МИ 2441 и ПР 50.2.009, поверки или калибровки ИС в соответствии с МИ 2438. Описания выбранных методов включаются в состав соответствующей нормативной и технической документации: программ исследований, испытаний, методик поверки и калибровки, проектной, конструкторской, технологической и эксплуатационной документации на ИС.

В рекомендации используются термины и определения, данные в МИ 2438. Определения (дефиниции) характеристик погрешности принимаются по ГОСТ 8.009.

Пояснения к специфическим терминам, используемым только в настоящем документе, приведены в приложении 1.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Изложение методов определения и контроля характеристик погрешности ИК ведётся для одной проверяемой точки диапазона измерений, поскольку во всех проверяемых точках выполняются одни и те же операции, реализующие выбранный метод. При этом

предполагается, что ИК является простым (т.е. осуществляет преобразование прямоизмеряемой величины или её носителя).

Примечание. Общие положения по выбору числа проверяемых точек в диапазоне измерения ИК приведены в приложении 2.

1.2 При описании методов определения и контроля характеристик погрешности, изложенных в разделах 3 и 4, принимается, что погрешность ИК в проверяемой точке состоит из систематической и случайной составляющих, а вариация отсутствует (пренебрежимо мала). При этом характеристиками погрешности являются:

- значение систематической составляющей погрешности;

- среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности;

- границы интервала, в котором с заданной вероятностью Р лежит погрешность.

Исходными данными для нахождения их точечных и интервальных оценок являются полученные экспериментально выборочные значения Di погрешности, где i=1,2,...,n, которые обрабатываются далее в соответствии с расчётными методами по п.5.1раздела 5.

Примечание. При пренебрежимо малой случайной составляющей характеристикой погрешности является её значение. В этом случае для краткости в рекомендации говорится об определении или контроле погрешности (а не её характеристик).

1.3 Описанные в разделе 4 методы определения характеристик погрешности применимы и в том случае, когда, кроме погрешности по п. 1.2, ИК обладает существенной вариацией, которая является дополнительной характеристикой к уже указанным.

В этом случае эксперимент в соответствии с описанными методами осуществляют дважды: сначала при подходе к проверяемой точке диапазона измерений ИК со стороны меньших, а затем - со стороны больших значений (или наоборот). При этом получают две выборки значений  и  погрешности размером n/2 (i = 1,2,...,n/2) каждая,

которые являются исходными данными для нахождения точечных и интервальных оценок характеристик и обрабатываются в соответствии с расчётными методами по п.5.2.

Из описанных в разделе 3 методов контроля характеристик погрешности в данном случае, как правило, применимы только методы измерительного контроля, основанные на указанных выше методах определения характеристик погрешности и сравнении найденных их оценок с допускаемыми для характеристик значениями.

1.4 Для расчёта интервальных оценок погрешности или её характеристик при наличии существенной случайной составляющей погрешности в рекомендации применяется современный робастный метод обработки наблюдений, описанный в разделе 5. Это не исключает возможности использования традиционных методов обработки, основанных на предположении о нормальности закона распределения случайной составляющей погрешности и являющихся одним из возможных частных случаев применяемого в рекомендации робастного метода Ip-оценок (случай, когда р=2). Указания о допустимости использования традиционных методов (принятия значения р=2) даются при изложении методик определения погрешности или её характеристик.

1.5 При определении и контроле характеристик погрешности простых ИК на их вход задают от эталона или требуемые значения прямоизмеряемой величины, или требуемые значения носителя прямоизмеряемой величины, соответствующие проверяемым точкам.

1.6 Сигналы, подаваемые на вход ИК и получаемые на выходе ИК, выражены в единицах прямоизмеряемой величины или соответствующего её носителя, если иное не оговорено в описании метода.

При практическом использовании описанных ниже методов определения и контроля погрешности может потребоваться пересчёт сигналов, выраженных в значениях прямоизмеряемой величины, в значения носителя, поступающего на вход ИК, или получаемого на его выходе. Для этих пересчётов должны использоваться номинальные прямые и обратные функции преобразования датчиков и ИК, нормированные в соответствующей документации.

1.7 Под номинальной прямой функцией преобразования Fn понимается номинальная зависимость значения Y показания или выходного носителя ИК от значения X прямоизмеряемой величины или входного носителя ИК

,

в частном случае Y=X.

1.8 Под номинальной обратной функцией преобразования Fn0 понимается номинальная зависимость значения X прямоизмеряемой величины или входного носителя ИК от значения Y показания или выходного носителя ИК

,

в частном случае X=Y.

Очевидно, что должно выполняться условие

.

1.9 В рекомендации не рассматриваются:

- методы определения и контроля погрешности отдельных компонентов (элементов) ИК;

- методы определения и контроля погрешности сложных (т.е. осуществляющих косвенные, совокупные или совместные измерения) ИК (при их разработке допускается использование описанных в рекомендации методов определения и контроля погрешности в целесообразном сочетании друг с другом и с расчётными методами).

2 ВЫБОР МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЛИ КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ

2.1 Выбор экспериментального метода определения или контроля погрешности или её характеристик зависит от множества факторов, определяющих постановку и проведение эксперимента. К числу основных факторов, влияющих на выбор указанных методов, относятся:

- наличие или отсутствие априорных сведений о составе и свойствах погрешности ИК;

- цель эксперимента;

- вид ИК.

2.2 По составу и свойствам погрешность ИК подразделяется на две группы: с существенной и пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности.

2.3 Целью эксперимента может быть определение или контроль характеристик погрешности ИК. В процессе контроля проверяется соответствие истинных значений характеристик регламентированным для них нормам. В процессе определения находятся точечные и (или) интервальные оценки истинных значений характеристик.

2.4 ИК ИС подразделяются на следующие виды: аналоговый, аналого-цифровой и цифро-аналоговый. Определения видов ИК приведены в приложении 1.

2.5 Априорные сведения о составе и существенности составляющих погрешности ИК могут быть получены: из нормативной и технической документации на ИС, в которой в соответствии с рекомендацией МИ 2439 регламентированы метрологические характеристики ИК в виде норм для них или перечня характеристик, подлежащих экспериментальному определению; по результатам экспериментальных исследований состава и свойств погрешности ИК.

2.6 При наличии априорных сведений о составе и свойствах погрешности ИК выбор осуществляется по таблицам 1,2,3. С учётом факторов, указанных в п.2.2, п.2.3 и п.2.4, из таблиц выбирается пункт с изложением метода определения или контроля характеристик погрешности.

2.6.1 Для аналогового ИК выбор производится по таблице 1.

Таблица 1.

Случайная составляющая существенна

Случайная составляющая пренебрежимо мала

Определение погрешности

Контроль погрешности

Определение погрешности

Контроль погрешности

п. 4.2

п. 3.2

п. 4.1

п. 3.1

2.6.2 Для аналого-цифрового ИК выбор производится по таблице 2.

Таблица 2.

Случайная составляющая существенна

Случайная составляющая пренебрежимо мала

Определение погрешности

Контроль погрешности

Определение погрешности

Контроль погрешности

п. 4.4

п. 3.4

п. 4.3

п. 3.3

2.6.3 Для цифро-аналогового ИК выбор производится по таблице 3.

Таблица 3.

Случайная составляющая существенна

Случайная составляющая пренебрежимо мала

Определение погрешности

Контроль погрешности

Определение погрешности

Контроль погрешности

п. 4.2

п. 3.2

п. 4.1

п. 3.1

2.7 При отсутствии априорных сведений по составу погрешности и существенности её составляющих проводят, руководствуясь приведенными ниже указаниями, предварительное исследование погрешности ИК, типичных для проверяемой ИС.

Примечания

1 Такие исследования проводят обычно в рамках исследовательских или предварительных испытаний, осуществляемых на этапах разработки (проектирования) ИС или вводе её в эксплуатацию соответственно.

2 Если такие исследования не проводились на указанных этапах и задача выбора метода возникает на более поздних этапах (когда проводить такие исследования практически нереально), то в качестве выхода из этой нежелательной ситуации можно принять, что случайная составляющая погрешности существенна и выбрать для использования метод определения или контроля погрешности в соответствии с указаниями п.2.6, однако такое решение может приводить к неоправданному увеличению трудоёмкости эксперимента, если на самом деле случайная составляющая погрешности окажется пренебрежимо мала.

2.7.1 Выбираются для исследований предварительные выборки (не менее 5 шт.) однотипных ИК.

2.7.2 Для каждой выборки ИК назначают не менее 4 проверяемых точек, распределенных равномерно в пределах диапазона измерений.

2.7.3 Для каждой проверяемой точки определяют толерантные пределы погрешности и границы доверительных интервалов для систематической составляющей погрешности и для СКО случайной составляющей погрешности, используя методы определения характеристик погрешности, изложенные в п.4.2 и п.4.4, для случая существенной случайной составляющей погрешности.

2.7.4 Сопоставляя результаты, полученные для разных проверяемых точек всех каналов в выборке, выбирают наихудшие (наибольшие) значения границ интервалов:

Dsg- для доверительного интервала систематической составляющей погрешности;

Sg- для доверительного интервала СКО случайной составляющей погрешности;

Dg- для толерантного интервала погрешности.

Выбранные наихудшие (наибольшие) значения границ интервалов далее рассматриваются как параметры совокупности однотипных измерительных каналов.

На основе полученных данных выносят суждение о возможности признания случайной составляющей погрешности пренебрежимо малой или наоборот. Для этого:

- вычисляют значение интервального коэффициента по формуле:


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости